JP4039532B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路装置に関し、主として論理回路と混在して搭載されるRAM(ランダム・アクセス・メモリ)に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体技術の進展に伴い大規模集積回路においては、部品を組み合わせるプリント基板の設計と同じように大規模マクロ(コア)を組み合わせる手法に向かいつつある。ディジタル信号処理においてメモリは不可欠であり、特にダイナミック型RAMは、大きな記憶容量が得られるという特徴を持つものであるために、上記のような大規模集積回路では重要な役割を果たすものとなる。このような大規模な特定用途向LSIに関しては、日経マグロウヒル社、1996年3月11付「日経エレクトロニクス」第107頁〜第125頁がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者等においては、上記のような大規模集積回路に搭載されるRAMとして、個々の要求に応じて多種類のRAMコアを用意したのではその開発や管理が面倒で複雑になってしまうことを考慮し、RAMコアの標準化を図ることを考えた。また、半導体集積回路装置に搭載されるRAMとしての使い勝手を考慮した新規な動作制御方法を考えた。
【0004】
この発明の目的は、設計や管理を簡素化しつつ、多様な構成にされるRAMを備えた半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の他の目的は、内蔵されるRAMとしての使い勝手の改善を図った半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、論理回路と混在して搭載されるRAMとして、複数のワード線と複数のビット線の交点に複数からなるメモリセルが配置されてなるメモリアレイと、上記ワード線とビット線の選択動作を行うアドレス選択回路とを含むメモリマットの複数個に対して1つの制御回路を共通に設ける構成とし、必要な記憶容量に対応してメモリマット数を決めるとともに、上記メモリマットに+1又は−1の演算動作を行う演算回路を設けてそれを縦列形態に接続し、初段の演算回路の入力端子にはアドレス設定用の固定的に形成され又はプログラマブルに形成されたアドレス信号を供給して上記演算回路に供給された入力信号又は出力信号を自己に割り当てられたアドレス信号とし、メモリアクセスの際に入力されたアドレス信号とを比較回路で一致比較して各メモリマットにおいて上記一致信号によりアドレス選択動作を活性化させる。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明に係るRAMモジュールの一実施例のブロック図が示されている。この発明に係るRAMモジュールは、それに対して書き込みや読み出しを行うディジタル処理回路とともに、1つの半導体集積回路装置に形成される。上記RAMモジュール及びディジタル処理回路は、特に制限されないが、公知の半導体集積回路の製造技術によって、単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。
【0007】
この実施例では、制御回路と電源回路とが同じ回路エリアに設けられ、複数のメモリマットに対して共通に用いられる。制御回路は、コマンドデコーダCOMDとアドレス信号や各種制御信号を形成するバスドライバBDV、及びリード・ライトアンプRWAmpから構成され、電源回路VCは電源電圧Vddと接地電位Vssとを受けて、内部回路の動作に必要な動作電圧を形成する。上記制御回路及び電源回路に対して、複数のメモリマットが設けられる。複数のメモリマットは、互いに同じ構成にされるものであり、メモリアレイMARY、センスアンプSA、ロウデコーダRDEC、及びカラムスイッチCSWと、バンクアドレス生成部BAGと、指定されたバンクアドレスとの比較一致を判定するバンクアドレスコンパレータBACP及びタイミング発生回路TG及びカラムセレクタCSELから構成される。
【0008】
メモリアレイMARYは、特に制限されないが、ワード線は256本から構成され、相補ビット線は1024対から構成される。これにより、メモリアレイ全体では、約256Kビットのような記憶容量を持つようにされる。カラムスイッチCSWは、上記1024対のビット線を128対のグローバルビット線GBD(データバス)に接続する。すなわち、メモリアレイMARYの相補ビット線を8組に分けて、1/8の選択動作を行わせるものである。
【0009】
制御回路において、上記128対のグローバルビット線GBDは、特に制限されないが、64対ずつが2組に分けられて64ビットずつの入出力が可能にできるようにされる。したがって、制御回路において、一部のカラム選択機能を持たせるようにして64ビット(8バイト)単位でのデータ入出力ができるような使い方も可能にされる。この場合、リードアンプRAは、64個として上記2組の分割されたグローバルビット線GBDに共通に設けられ、ライトアンプWAは、128対の上記グローバルビット線GBDに対応して128個設けられる。
【0010】
特に制限されないが、ライトアンプWAは、8個ずつが1組にされて16組設けられる。各組毎にマクスができるようにされる。例えば、64ビット単位での書き込み動作のときには、選択状態にされる64個のライトアンプWAが動作状態にされ、非選択にされる残り64ビット分のライトアンプWAは出力ハイインピーダンス状態にされる。これにより、128対からなるグローバルビット線GBDのうち上記制御回路部で選択された64対のグローバルビット線GBDには書き込み信号が伝えられそれに対応した半分の64対の相補ビット線に接続されたメモリセルに書き込み動作が行われる。残り半分の64対のグローバルビット線GBDはハイインピーダンス状態にされるために、カラムスイッチCSWを介して接続されている相補ビット線に接続されたセンスアンプSAの読み出し信号が現れるだけで、かかる相補ビット線に接続されたメモリセルには書き込みが行われない。
【0011】
上記のようなライトアンプWAの動作制御は、選択され64個のライトアンプにも適用できる。つまり、64ビット(8バイト)のうちライトアンプWAの出力をハイインヒーダンス状態にすることにより、特定のバイトについて書き込みを行わないようにすることができる。したがって、書き込み動作においては、最小1バイトから最大8バイトまでの範囲で任意のバイトの組み合わせでの書き込み動作が可能になる。
【0012】
例えば、RAMモジュールの外部の論理回路においては、64ビット単位でデータを読み出し、そのデータ処理によって特定のバイトだけのデータが変化した場合、かかる変化したデータのみを入力し、それに対応したバイトを指定するという処理によって書き換えが可能になる。あるいは、上記64ビットのデータのうち、特定のバイトのみを変化させたい場合には、64ビットのデータをいったん読み出すことなく、そこのデータを生成して入力するだけでよい。このようなデータ処理は、背景はそのままで描きたい箇所の画素のみに着目してデータを作成するような画像処理において便利な機能となるものである。このようなライトアンプWAのマスク機能は、上記のように64個ものライトアンプWAが常に動作するものではないために消費電力を削減させるという効果も奏する。
【0013】
リードアンプRAも128個設けて、リード/ライト動作が128ビット単位で行われるようにし、基本動作としては128ビット単位でのリード/ライト動作を可能にしつつ、ライト動作においては上記ライトアンプWAを複数組に分けて、各組毎に活性化できるようにするというマスク機能を設けるようにするものであってもよい。上記のようにリードアンプRAも128個設けるようにした場合には、制御回路に供給される入出力線DQは、128ビット単位で行われる。制御回路にセレクタを設け、上記128ビット単位でのRAMモジュールのアクセスと、上記64ビット単位でのRAMモジュールのアクセスとを切り換え可能にしてもよい。
【0014】
この実施例では、バンク構成に対応して同時選択されるメモリマットの数を切り換える機能が設けられる。つまり、搭載された複数のメモリマットの数がNなら、最大のバンク数をNにし、最小のバンク数を2として、2のべき乗に対応した任意の範囲で上記バンク数に反比例して1バンク当たりのメモリマットの数が決められる。例えば、バンク数がNときには、1バンク当たりのメモリマットは1となる。バンク数が2のときには、1バンク当たりのメモリマット数はN/2となる。バンク数が2n (nは1より大きい整数)なら、メモリマット数はN/2n にされる。このようなバンク構成の設定は、バンクアドレス設定回路BAGと、一致判定回路BACPとにより行われる。各メモリマットには上記バンクアドレス設定回路によりバンクアドレスBAD(又はID(自己認識)情報)が割り当てられる。上記のように1つのメモリバンクが複数個のメモリマットから構成成される場合、複数のメモリマットには共通のバンクアドレスが設定される。
【0015】
上記複数のメモリマットのうち何れか1つのメモリマットから前記のように128対の単位での相補ビット線が選択されてグローバルビット線GBDに接続させるようにするため、上記1つのバンクに対応したN個のメモリマットのうち1つのメモリマットにおいてカラム選択動作が行われる。1つのメモリマットは、8組のカラムスイッチを持っており、それに対応してカラムアドレスの下位3ビットをデコードして上記8組のカラムスイッチのうち1つ(128ビット)を選択するようなカラムデコーダが設けらる。そして、N個のメモリマットで1つのメモリバンクを構成する場合には、N個のメモリマットのうちの1つのメモリマットのカラムデコーダがカラムセレクタCSELで選択される。
【0016】
1つのRAMモジュールにおいて搭載可能なメモリマットの最大数は決められている。したがって、上記カラムセレクタCSELには、上記搭載可能なメモリマット数に対応した選択機能を持つデコード機能を持たせておき、カラム系の選択動作に関しては、バンク構成に無関係に1つのメモリマットにおいてカラムスイッチが選択されるようにされる。例えば、RAMモジュールの最大数が16個としたとき、4ビットのカラムアドレスを用いて16通りの選択動作を行わせるようにするものである。
【0017】
したがって、実質的なバンク構成は、次に説明するようなロウ系の選択動作の制御によって実現される。上記16個のメモリマットが設けられている場合、バンク数が2のときには8個ずつのメモリマットにおいてロウ系回路が選択(活性化)される。そして、上記選択された8個のメモリマットのうちの1つのメモリマットが上記カラムセレクタCSELによって選択されて、上記グローバルビット線GBDに接続される。
【0018】
4ビットからなるバンク指定用のロウ系アドレス信号のうち最上位ビットのみを有効として、下位3ビットを無効にして上記8個ずつのメモリマットにおいてロウ系回路の選択が行われる。バンク数を4として、1バンク当たりのメモリマット数を4とすると、上記4ビットのアドレス信号のうち下位2ビットを無効にして、4個のメモリマット群を指定して上記同様に選択し、そのうちの1つのメモリマットを上記カラムセレクタCSELによって選択する。バンク数を8として1バンク当たりのメモリマット数を2とするなら、上記4ビットのうちの下位1ビットを無効にして2個のメモリマット群を指定して上記同様に選択し、そのうちの1つのメモリマットを上記カラムセレクタCSELによって選択する。そして、バンク数を16として1バンク当たりのメモリマット数を1とするには、上記4ビットのアドレスを用いて、1つのメモリマットのみロウ系選択動作を行い、そのメモリマットを上記カラムセレクタCSELによって選択するようにする。
【0019】
このようにRAMモジュール内の各メモリマットは、基本的には個々が独立して選択できるようにされており、そのためにアドレス信号Addと、動作モードを指定するコマンドComが共通のアドレス,コマンドバスを通して個々のメモリマットに伝えられる。つまり、前記グローバルビット線GBDと同様に搭載されるメモリマットに対応してアドレスとコマンドを伝える信号バスAdd,Comは延長させられる。
【0020】
上記の各メモリマットに設けられるタイミング発生回路TGは、メモリアレイMARYのワード線の選択タイミング、センスアンプSAの活性化信号、及び相補ビット線のプリチャージタイミング信号等の各種タイミング信号を発生させる。ダイナミック型RAMでは、ワード線の選択タイミングとセンスアンプの活性化タイミングは、ワード線の選択動作によって相補ビット線にメモリセルから必要な読み出し信号が得られるまで所要の時間を持って設定される。そして、センスアンプの増幅動作が終了するを待ってカラムスイッチCSWの動作タイミング信号が形成されるものである。
【0021】
この実施例では、上記のように複数のメモリマットを複数組に分割して複数のバンクが構成される。例えば、全体のメモリマット数がMであるとき、1つのバンクをN個のメモリマットで構成すると、バンク数は、M/Nにされる。ここで、上記バンクは、1回のメモリアクセスにより独立にリード/ライトできるメモリの大きさを表す。上記の実施例の場合には、バンクの最小は、1マットからなるものであり、このときにはバンク数はMのような最大にされる。これに対して、最小のバンク数は2とされ、そのときのバンク当たりのメモリマットの数はM/2となる。ここで、1バンクをMマットで構成することには意味がない。つまり、上記のように複数のバンクを前提としてそれぞれが独立してリード/ライトできるということに格別な意義が生じるからである。
【0022】
1バンク当たりのメモリマット数が多いということは、1回のメモリアクセスによりリード/ライトできるデータ数を多く採れるという利点を持つ。これに対して、メモリバンク数が多いということは、各バンクを独立してメモリアクセスできることを利用してパイプライン動作を行うことが可能となり、高速なリード/ライトが可能になる。例えば、ダイナミック型メモリセルにおいては、微小なキャパシタに記憶された記憶電荷をセンスして読み出し信号を得るまでに比較的長い時間を費やすことになる。そこで、複数のバンクを順次にアクセスするというパイプライン動作を行わせることにより、最初のデータが出力されまでの数サイクルを除いて、連続して上記複数のバンクから順に読み出しデータを得るようにすることができる。
【0023】
それ自身が増幅機能を持つスタティック型メモリセルにおいても、大記憶容量化あるいは高集積化のために、メモリセルを構成するMOSFETのコンダクタンスは小さく形成される。このため、メモリセルが接続されたビット線又はデータ線に読み出される信号は比較的小さな信号レベルとされ、それを増幅するセンスアンプが必要になる。したがって、程度の差はあるが、このようなスタティック型メモリセルを用いた場合でも、上記のように複数のバンクを設けて、それを順次にアクセスさせるというパイプライン動作を行わせることにより、高速読み出しを十分に期待できるものとなる。
【0024】
この実施例では、半導体集積回路装置の設計時にはそのデータ処理動作に対応してメモリ回路であるRAMモジュールの最大記憶容量が決められる。つまり、RAMモジュールに搭載されるメモリマットMATの数が決められる。そして、かかるメモリマットMATを用い、そのメモリ回路を用いたデータ処理の種別、つまり、メモリ回路に対する書き込み動作と読み出し動作に対応して、上記複数通りのバンク構成が用意される。このようなバンク構成の切り換えは、制御回路により切り換え可能にされる。この他、半導体集積回路装置を携帯用情報機器等のように電池駆動される場合において、電池駆動される場合あるいは電池電圧が低下したときに、上記バンク数を多く設定して1回のメモリアクセスにより動作させられるメモリマットの数を1つのように最小にしてピーク電流を低減させて低電圧領域まで電池駆動できるように使うこともできる。
【0025】
最も単純な構成は、制御回路においてマスタースライス方式により固定的な信号レベルを与えて、RAMモジュールに対してバンク数設定するものである。このような構成により、1バンク当たり例えばNマットにされる。RAMモジュールの外部の論理回路部にレジスタを設け、そこにバンク数を設定する構成とすれば、同じRAMモジュールを使ってデータ処理動作に対応して逐一バンク構成を設定することができる。
【0026】
制御回路が多少複雑になるが、M個のメモリマットをM/2の2組に分割し、各組毎にバンク数を設定する構成としてもよい。この場合も、上記のように固定的に設定するものと、上記レジスタ等を用いてその都度設定するものとしてもよい。この構成では、特に制限されないが、データ処理の中で高速アクセスを必要とするデータの書き込み/読み出しを行う動作は、上記バンク数を多く設定した一方の組を用いるようにし、一括して大量のデータの書き込みと読み出しを行う動作は、上記バンク数を少なくしてバンク当たりのメモリマット数を多くした他方の組を用いるようにするようにすればよい。
【0027】
図2には、この発明に係るRAMモジュールにおけるバンクアドレス設定回路の一実施例を説明するための概略ブロック図が示されている。各メモリマットは、バンクアドレスの設定にレジスタを用いた場合には互いに同じ構成のものを用いることができるが、反面において電源投入の都度バンクアドレスの設定を行わなければならない。マスタースライス方式により書き込みが行われるROMを用いた場合には、電源投入の都度バンク構成を逐一設定する必要はないが、かかるROM部分をバンク構成に応じてROMの目が異なるように形成する必要があり回路設計を複雑にさせてしまう。つまり、バンクアドレス設定の部分のみが各メモリマットで共通化できず、前記のように最大搭載数を16とした場合には、16種類のマクロセル化したメモリマットを作り込んでおくか、あるいは手作業によりマスタースライスによるマットアドレスの設定を行う必要がある。
【0028】
この実施例では、各メモリマットにおいて同一のバンクアドレス設定回路を用いつつ、それぞれが異なるバンクアドレスを自動的に設定できるように工夫されている。上記各メモリマットに設けられるバンクアドレス設定回路BAGとして2進の加算回路(Incriment 回路) が設けられる。例えば、バンクアドレス(BK−add)が0〜nからなるn+1個のメモリマットが搭載される場合、#0から#nのメモリマットを並べ、それぞれの加算回路を縦列形態に接続する。そして、先頭のメモリマットの4ビットからなるアドレス入力(CA<3:0>)には、0000のような初期アドレスを供給する。すると、先頭のメモリマットの加算回路は、+1の加算動作を行って0001の加算出力を形成して第2番目のメモリマットに伝える。以下、順に各メモリマットの加算回路が縦列形態に接続されているため、それを通る度に+1の加算動作が行われるものであるために0010、0011、0100・・・のように2進のアドレスが形成される。
【0029】
このような構成により、先頭のメモリマットには、0000のバンクアドレスが設定され、2番目のメモリマットには上記先頭のメモリマットの加算回路で形成された0001のアドレスが割り当てられ、第3番目のメモリマットには、第2番目のメモリマットの加算回路で形成された0010のアドレスが割り当てられ、第n番目のメモリマットに、十進法で第n−1番目のメモリマットの加算回路で形成されたアドレスが割り当てられる。この構成では、各メモリマットのアドレス設定回路は、同じ加算回路で構成できるため同一のメモリマットを並べるだけで、異なるバンクアドレスの設定が可能になる。
【0030】
各メモリマットにおいて、それぞれに割り当てられたバンクアドレスと、制御回路を通して入力されたバンクアドレスとは、バンクアドレス一致比較回路BACPにより比較される。この実施例では、上記のような固定のバンクアドレスを用いつつ、異なるバンク構成の設定ができるようにるため、ロウ系のバンクアドレスARNB<3:0>と、カラム系のバンクアドレスACNB<3:0>が入力される。つまり、バンクアドレス比較回路BACPは、2組の一致比較回路からなり、上記バンクアドレス設定回路BAGで生成されたバンクアドレスに対してロウ系とカラム系からなる2通りのバンクアドレスARNB<3:0>及びACNB<3:0>との一致比較信号CICとCIRが形成される。
【0031】
上記ロウ系の一致比較回路において、最下位ビットの判定結果を無効にすると、一致比較信号CIRは2つのバンクに対して同時に形成される。これに対して、カラム系で上記のよう同時選択を行わせると、前記グローバルビット線GBLにおいて同時選択された複数のメモリマットの相補ビット線が同時選択されてしまうという問題が生じてしまうために、前記説明したようにカラム系の一致比較信号CICはメモリマットに割り当てられたバンクアドレス毎に1つが形成される。これに対して、前記説明したようにロウ系の選択動作においては、複数のメモリマットにおいてそれぞれワード線が選択されるだけであるので何ら問題も生じないばかりか、複数のメモリマットにおいて同時にワード線が選択状態されてメモリセルの記憶情報がセンスアンプSAによって増幅されているためにカラム系の選択動作の切り換えだけで大量のデータを高速にシリアルに入出力させることが可能になる。つまり、カラムアドレスの更新によって、各メモリマットから最大1024ビットの記憶容量が読み出され、1つのメモリバンクがN個のメモリマットで構成されている場合には、最大でN×1024ビットもの大量のデータの入出力が可能になる。
【0032】
RAMモジュールにおいて、搭載されるメモリマットの数は任意である。それ故、例えば上記のように4ビットのバンクアドレスにより最大16個のメモリマットを搭載した場合には問題ないが、例えばそれより少ない数のメモリマットしか搭載しない場合において、存在しないバンクアドレスを誤って指定すると、存在しないメモリマットを指定することとなりグローバルビット線GBLは同一のプリチャージ信号のままとなって、それを受けるリードアンプRAには無駄又は過大な電流が流れてしまうこと、システム側において無意味なデータを有効なデータとして扱う虞れがありプログラム暴走等のエラーが発生する虞れがある。
【0033】
この実施例では最終段のメモリマットの加算回路で形成されたバンクアドレスをオーバーフローチェック回路に供給し、そこで大小比較を行うことにより存在しないバンクアドレスへのアクセスを検出すると、RAMモジュール内では制御回路において上記リードアンプの動作を禁止させ、RAMモジュールに対して読み出し、書き込みを指示する論理回路部には、制御回路を介してバンク指定エラーを知らせるような機能が付加される。
【0034】
図3には、この発明に係るRAMモジュールにおけるバンクアドレス設定回路の他の一実施例を説明するための概略ブロック図が示されている。同図(A)ないし(C)に示されたRAMモジュールの構成は、前記図1又は図2のRAMモジュールと同様に、右側に制御回路が配置され、同じ構成にされたメモリマットの複数個nが並んで配置される。
【0035】
(A)の構成では、制御回路により最初のバンクアドレスを固定的又はプログラマブルに任意の値kに設定できるようにしている。つまり、0番目のメモリマットに対して(マットアドレス)kに設定し、これを基準にして0番目のメモリマットの上記加算回路によりk+1のバンクアドレスを生成して、1番目のメモリマットのバンクアドレスとして供給し、以下同様にk+2、k+3・・・のように第k+n番目まで順次に設定するものである。信号ACはメモリアクセスの際に入力される外部バンクアドレスである。
【0036】
(B)の構成では、制御回路より最も遠い位置のn−1番目のメモリマットに対して接地電位GNDのバンクアドレス、つまり、前記のように4ビットで指定する場合には0000のアドレスを設定し、前記図2の実施例とは逆方向に+1ずつ増加するバンクアドレスを設定するものである。この構成では、制御回路に隣接して配置される0番目のメモリマットが最も大きいバンクアドレス(マットアドレス)が指定され、前記オーバーフローチェック回路OVFCを制御回路に配置させることができ、オーバーフロー検出信号を伝えるための配線の引回しがなく、回路レイアウトを合理的に行うことができる。
【0037】
(C)の構成では、制御回路より最も遠い位置のn−1番目のメモリマットに対して接地電位GNDのバンクアドレス、つまり、前記のように4ビットで指定する場合には0000のアドレスを設定して上記同様に制御回路に隣接して配置される0番目のメモリマットが最も大きいバンクアドレス(マットアドレス)が指定され、前記オーバーフローチェック回路OVFCを制御回路に配置させる。
【0038】
特に制限されないが、各メモリマットにおいて指定されたバンクアドレスは、インバータ回路により反転させられて、外部バンクアドレスACとの比較が行われる。これにより、例えば16個のメモリマットが搭載されている場合、上記バンクアドレス設定回路では、16番目のメモリマットに0000のバンクアドレスが割り当てられるが、その反転信号との比較を行うようにすることにより1111としてのアドレスが割り当てられたこととなる。15番目のメモリマットには0001が入力されるが、比較回路では1110を比較することとなる。以下同様に、比較回路で比較されるバンクアドレスは順次に−1ずつ減らされた、制御回路に隣接して配置される0番目のメモリマットでは、1111の反転信号0000と比較されることとなり、実質的なバンクアドレスが十進法で0〜n−1のように割り当てられると等価となる。
【0039】
ただし、メモリマット数が上記のように最大数(16個)以下の例えば8個のときには、上記制御回路に隣接して配置されるメモリマットの等価的なバンクアドレスは0ではなく、0111(十進法の7)となるものである。上記各メモリマットに設けられるバンクアドレス生成回路としての加算回路は、減算回路に置き換えるものであってもよい。つまり、上記バンクアドレス又はマットアドレスは、同じものが無いように設定すればよいので、メモリマット毎に1ずつ増加又は減少させられるようにして互いに異なるバンクアドレスが割り当てられればよいのである。
【0040】
図4には、この発明に係るRAMモジュールの他の一実施例の概略ブロック図が示されている。この実施例のRAMモジュールは、必要な記憶容量に対応してメモリマットの数が異なるようにされる。つまり、異なる数のメモリマットに対して制御回路を共通化しているので、制御回路からみた場合の負荷が記憶容量に対応して異なる。例えば、アドレス信号やコマンドを供給するドライバやメモリマットに対し共通に供給されるクロック信号CKRは、メモリマット数が増大することに対応して負荷が重くなってしまう。
【0041】
上記負荷の軽重に対応して信号伝達速度が変わり、結果としてメモリアクセスに費やされる時間が異なるものとなり、タイミング調整のために時間マージンを多く設定する必要がある。この実施例では、上記のようなメモリマットのバンクアドレス設定回路では、上記最終段とされた加算回路の出力信号、言い換えるならば、前記オーバーフローチェック回路OVFCに入力されるバンクアドレスを解読することにより搭載されたメモリマット数を知ることができる。このことを利用し、制御回路では最大搭載数のメモリマットに対応した負荷駆動能力を持たせておき、かかる最大搭載数のメモリマットの条件で各種タイミング調整を設定して回路を作り込むようにし、制御回路側の標準化を図るようにする。
【0042】
上記制御回路又は各メモリマットにおいては、ダミー負荷回路が搭載される。ダミー負荷回路は、特に制限されないが、MOSゲート容量等からなる負荷回路で構成されており、上記アドレスバス、コマンドバスあるいはクロック信号CKR等の信号伝達経路に対してスイッチMOSFET等を介して選択的に接続可能に作り込んで置くようにされる。
【0043】
同図(A)のように、実際に搭載されたメモリマットの数がBAK#0と#1のように2個のときには、制御回路に設けられた8個のダミー負荷回路を接続して制御回路の駆動回路からみた全体としての負荷を10になるように調整する。これに対して同図(B)においては、上記ダミー負荷回路が各メモリマットに分散されて設けられる。したがって、上記同様に実際に搭載されたメモリマットの数がBAK#0と#1のように2個のときには、実装されたBAK#0とBAK#1に設けられたダミー負荷回路を接続して制御回路から見た全体としての負荷が10になるように調整するものである。この構成では、同図(C)のように搭載されたメモリマットの数がBAK#0〜#3のように4個に増加すると、BAK#0〜BAK#2においてダミー負荷を分散して接続させるようにして制御回路から見た全体の負荷が上記と同じく10になるように設定するものである。同図では、省略されているが、BAK#nまで最大搭載状態では、上記(A)の例では制御回路において、上記(B)の例ではいずれのBAK#0〜BAK#nにおいても上記ダミー負荷回路は接続されず、制御回路側からみた負荷が上記と同じ10になるように調整されるものである。
【0044】
クロック信号においては、外部から供給されるシステムクロック信号CLKに基づいて制御回路において用いられるクロック信号CLKCとCLKMは、負荷の軽重によって位相がずれが生じないように同じクロックドライバなら負荷が同じく10になるように設定される。これに対応して、上記制御回路から各メモリマットに供給されるクロック信号CLKRも、上記ダミー負荷回路の選択的な接続によって負荷を同じく10に調整するものである。このような調整によりクロック信号の同期化が図られ、クロック信号のスキューを考慮したタイミングマージンの設定を必要最小にでき、結果として動作周波数の高速化が可能になるものである。
【0045】
この実施例では、前記のようにバンク構成の切り換えが可能にされる。つまり、ロウ系の選択動作において1つのメモリマットしか動作しない場合と、2つ以上のメモリマットを同時に動作させる場合がある。このように複数のメモリマットが同時に動作させることにより、制御回路からみた負荷が異なり、その結果として信号伝達速度に影響が生じるなら、上記バンク指定情報に基づいて上記同様にダミー負荷回路の切り換えを行うようにして上記信号伝達速度をバンク切り換えに無関係に一定に調整するようにすることもできる。
【0046】
図5には、上記バンクアドレス生成回路とバンクアドレス一致比較回路の一実施例の回路図が示されている。上記バンクアドレス生成回路は、+1の加算回路から構成され、入力された4ビットからなるバンクアドレスCAR<0>、CAR<2>、CAR<2>、CAR<3>を自己のバンクアドレスとして取り込むとともに、それに+1の加算動作を行って4ビットからなる次段のバンクアドレスCAR<0>、CAR<1>、CAR<2>、CAR<3>を生成する。
【0047】
加算回路は、特に制限されないが、次ような各回路から構成される。最下位ビットの出力信号CAR<0>は、最下位ビット目の入力信号CAR<0>をインバータ回路により反転さることにより形成される。第2位ビット目の出力信号CAR<1>は、入力された最下位ビットCAR<0>と第2位ビットCAR<1>とを受ける排他的論理和回路により形成される。第3位ビット目の出力信号CAR<2>は、上記入力された最下位ビットCAR<0>と第2位ビットCAR<1>とのナンド(NAND)出力と第3位ビットCAR<2>の反転信号とを受ける排他的論理和回路により形成される。そして、最上位ビット目の出力信号CAR<3>は、上記入力された最下位ビットCAR<0>と第2位ビットCAR<1>とによるナンド(NAND)出力と、上記第3位ビットCAR<2>の反転信号とノア(NOR)出力を形成し、それと最上位ビット目の入力信号CAR<3>とを排他的論理和回路に供給して形成される。
【0048】
バンクアドレス一致比較回路は、カラム系とロウ系の2が設けられる。つまり、カラム系のバンクアドレス一致比較回路は、上記入力された4ビットからなるバンクアドレスCAR<0>、CAR<1>、CAR<2>、CAR<3>と、メモリアクセスの際に指定されたカラム系のバンクアドレスACNB<0>、ACNB<1>、ACNB<2>、ACNB<3>の対応するビットを排他的論理和回路(一致/不一致回路)で判定し、全ビットの一致信号をナンドゲート回路とノアゲート回路とにより取り出すようにするものである。
【0049】
上記同様にロウ系のバンクアドレス一致比較回路も、上記入力された4ビットからなるバンクアドレスCAR<0>、CAR<1>、CAR<2>、CAR<3>と、メモリアクセスの際に指定されたロウ系のバンクアドレスARNB<0>、ARNB<1>、ARNB<2>、ARNB<3>の対応するビットを排他的論理和回路(一致/不一致回路)で判定し、全ビットの一致信号をナンドゲート回路により取り出すようにするものである。
【0050】
この実施例において、ロウ系の選択動作を前記のように1バンク当たり複数のメモリマットで構成されるような切り換えを可能にするため、最下位ビットCAR<0>とARNB<0>に対応した排他的論理和回路の出力にノアゲート回路を設け、かかるノアゲート回路の出力信号を強制的に一致信号にするために、その入力には制御信号RFTNが供給される。これにより、上記信号RFTNを論理1にすれば、ロウ系においてはバンクアドレスの最下位ビットが0でも1でも一致信号が形成されることとなり、2つのメモリマットに対して実質的に同じバンクアドレスを設定することができる。
【0051】
もしも、1バンク当たり4つのメモリマットで構成する機能も付加するなら、上記制御信号RFTNを最下位ビットCAR<0>とARNB<0>に対応して信号RFTN1を設け、下位第2ビットCAR<1>とARNB<1>に対応して信号RFTN2を設け、1バンク当たり2つのメモリマットで構成するときには、上記信号RFTN1を論理1に設定し、1バンク当たり4つのメモリマットで構成するときには、上記信号RFTN1とRFTN2を論理1に設定すればよい。
【0052】
同図のバンクアドレス生成回路及びバンクアドレス一致比較回路は、図4に示された#0〜#nの全てのメモリマットにおいて全て同一の回路で構成することができる。それ故、メモリマットは1種類のマクロセル化されたものを共通に用いることができ、メモリマット数及びそのバンク構成が異なる複数種類のRAMモジュールに対して上記種類のマクロセル化されたメモリマットを用いることができ、回路設計及び回路レイアウトの大幅な簡略化が可能になるものである。
【0053】
上記バンクアドレス生成回路及びバンクアドレス一致比較回路は、同図に示したような簡単な論理ゲート回路からなり、特にバンクアドレス生成回路としての加算回路は、いわば静的な信号伝達動作しか行わないから、その駆動能力は極く小さくてよい。したがって、これらの各回路を構成する素子は、極く小さく形成できるために、上記バンクアドレス生成用の各信号CAR<0>〜CAR<3>を伝達する配線チャンネル下の半導体基板上に作り込むことが可能になる。例えば、上記各信号CAR<0>〜CAR<3>を3層目の金属配線層で形成し、加算回路を構成する各ゲート間を接続する配線は、その下の第2層目と第1層目の金属配線層を利用して形成することができる。
【0054】
このことは、上記バンクアドレス一致比較回路においても同様にバンクアドレスARNB<0>、ARNB<1>、ARNB<2>、ARNB<3>及びACNB<0>、ACNB<1>、ACNB<2>、ACNB<3>がそれぞれ形成される配線チャンネル下及び上記信号CAR<0>〜CAR<3>が形成される配線チャンネル下の半導体基板上に作り込むことができるものである。これにより、メモリマットを高集積化して形成することができる。
【0055】
この実施例では、前記説明したようにバンクアドレスは2つの意味を持っている。つまり、カラム系でみると、バンクアドレスはマットアドレスに一対一に対応している。これに対して、ロウ系はマットアドレスには対応しておらず、バンク数にいわば比例して増減させられる。つまり、バンク数がマット数と同じときには上記のように一対一に対応させられるが、バンク数がマット数の1/2になると、それに対応してバンクアドレスも1/2に減らされる。具体的には、マット数が16個のときにはマットアドレスは16通りとなるが、ロウ系でみるとバンク数をマット数の1/2の8個に減らすと、前記のようにロウ系のバンクアドレス一致比較動作において4ビットのうちの下位1ビットが無効にされてロウ系のバンクアドレスは8通りに減らされる。
【0056】
このようにメモリマットのカラム系の信号伝達経路を並列に接続し、カラム系についてはバンクアドレスとマットアドレスとを一対一に対応させて重複選択を避けるとともに、ロウ系についてはバンク構成に対応させて複数のメモリマットのワード線を同時選択させる。これにより、バンク内での読み出しや書き込みはロウ系のアドレス信号を更新させてカラム切り換えによる連続アクセスによりデータの入出力を高速に行えるようにできるものである。
【0057】
図6には、上記メモリマットにおけるメモリアレイMARY、ワード線選択回路の一実施例の回路図が示されている。同図においては、メモリアレイ部に含まれるビット線のイコライズ&プリチャージ回路も合わせて描かれている。同図のメモリマットは、上記バンクアドレス#0〜#nのうちの1つのバンク#jが代表として例示的に示されている。バンク(メモリマット)#jに設けられる複数の相補ビット線及び複数のワード線のうち、一対の相補ビット線BLm,/BLmと1本のビット線BLn、ワード線WL0,WLm、WLm+1,WLnが代表として例示的に示されている。
【0058】
ワード線WL0とビット線BLmとの交点に設けられたメモリセルを例にして説明すると、アドレス選択MOSFETQmのゲートは、ワード線に接続される。上記MOSFETQmの一方のソース,ドレインは、ビット線BLmに接続される。上記MOSFETQmの他方のソース,ドレインは、記憶キャパシタCsの一方の電極である蓄積ノードNsに接続される。そして、記憶キャパシタCsの他方の電極は、他のメモリセルの記憶キャパシタの他方の電極と共通化されて、プレート電圧VPLが印加される。
【0059】
上記のようなメモリセルは、ワード線と相補ビット線のうちの一方との交点にマトリッス配置される。例えば、ワード線WLmとそれと隣接するワード線WLm+1においては、ワード線WLmと相補ビット線のうちの一方のビット線BLmとの交点にメモリセルが設けられ、ワード線WLm+1と相補ビット線のうちの他方のビット線/BLmとの交点にメモリセルが設けられる。このようにワード線の奇数と偶数毎に相補ビット線の一方と他方に交互にメモリセルを配置することの他、互いに隣接する2本のワード線を一対として、かかる2本のワード線毎にそれぞれ設けられる2個ずつのメモリセルを相補ビット線の一方と他方に交互に配置するようにしてもよい。
【0060】
上記相補ビット線BLm,/BLmには、イコライズ&プリチャージ回路を構成するNチャンネル型MOSFETQ14〜Q16が設けられる。MOSFETQ14は、相補ビット線BLmと/BLmのハイレベルとロウレベル(又はロウレベルとハイレベル)を短絡してハーフ電位に設定する。MOSFETQ15とQ16は、相補ビット線BLm,/BLmの上記短絡によるハーフ電位がリーク電流等により変動するのを防止するためのものであり、ハーフプリチャージ電圧VMPを上記相補ビット線BLm,/BLmに供給する。これらのMOSFETQ14〜Q16のゲートは、共通に接続されてプリチャージ&イコライズ信号BLEQjが供給される。つまり、ワード線が選択レベルから非選択レベルにリセットされた後に、上記信号BLEQjがハイレベルに変化し、上記MOSFETQ14〜Q16をオン状態にして相補ビット線BLm,/BLmのプリチャージとイコライズ動作を行わせる。
【0061】
上記複数のワード線WL0〜WLnに対応して複数のワード線駆動回路WD0〜WDnが設けられる。同図では、そのうちワード線WLmに対応したワード線駆動回路WDmの具体的回路が代表として例示的に示されている。上記ワード線駆動回路WDmには、そのソースが昇圧電源VDHに接続されたPチャンネル型MOSFETQ6と、回路の接地電位にソースが接続されたNチャンネル型MOSFETQ7とにより構成されたCMOSインバータ回路が用いられる。上記MOSFETQ6とQ7のドレインが共通接続され出力端子を構成し、上記ワード線WLmに接続される。上記MOSFETQ6とQ7のゲートは、共通接続されて入力端子を構成し、ロウ(X)デコーダRDECにより形成された選択信号が供給される。
【0062】
上記CMOSインバータ回路(Q6とQ7)の入力端子と上記昇圧電源VDHとの間には、そのソース−ドレイン経路が接続されたプリチャージ用のPチャンネル型MOSFETQ9と、非選択ラッチ用のPチャンネル型MOSFETQ8が並列形態に設けられる。上記非選択ラッチ用のPチャンネル型MOSFETQ8のゲートは、上記CMOSインバータ回路(Q6とQ7)の出力端子に接続される。上記プリチャージ用のPチャンネル型MOSFETQ9のゲートには、プリチャージ信号WPHが供給される。このプリチャージ信号WPHを形成する信号発生回路は、上記昇圧電源VDHを動作電圧として、ワード線の選択レベルに対応したハイレベルと回路の接地電位のようなロウレベルの信号WPHを形成する。
【0063】
上記MOSFETQ14は、レベルリミッタ用のMOSFETである。図示しないセンスアンプが電源電圧Vddで動作する場合、相補ビット線BLm又は/BLmの電位のハイレベルは電源電圧Vddに対応したものとなり、上記昇圧電圧VDHの電位は、上記電源電圧Vdd+Vthに形成される。上記センスアンプが降圧された内部電圧VDLで動作する場合には、上記昇圧電圧VDHは、VDL+Vthにされる。ここで、Vthはアドレス選択MOSFETQmのしきい値電圧であり、センスアンプの増幅動作によって増幅された相補ビット線BLm又は/BLmの電源電圧Vdd又はVDLのようなハイレベルの信号をレベル損失なくキャパシタCsに伝えるようにされる。
【0064】
図7には、上記ロウデコーダRDECとそれに設けられるワードドライバの一実施例の具体的回路図が示されている。AX20〜27は、3ビットからなるロウ(X)アドレス信号A2〜A4をプリデコーダによりプリデコードして形成された信号であり、AX50〜57は、3ビットからなるロウ(X)アドレス信号A5〜A7をプリデコーダによりプリデコードして形成された信号である。上記プリデコード信号AX20〜A27のうち、1つがゲートに供給されたMOSFETQ3と、上記プリデコード信号AX50〜57のうち、1つがゲートに供給されたMOSFETQ4とが直接形態に接続されて上記ロウデコーダ(RDEC)が構成され、選択タイミング信号XDGBが供給される。
【0065】
上記ロウデコーダ(RDEC)は、NAND(ナンド)構成のダイナミック型論理回路から構成され、プリチャージ信号XDPによりスイッチ制御されるPチャンネル型のプリチャージMOSFETQ1と、非選択レベルのラッチを行うインバータ回路とPチャンネル型MOSFETQ2が設けられる。上記プリチャージMOSFETQ1によりハイレベルにプリチャージされたノードが、上記MOSFETQ3及びQ4を通してタイミング信号XDGBのロウレベルによりディスチャージされるか否かで選択/非選択のデコード信号が形成される。特に制限されないが、上記タイミング信号XDGBは前記第1の判定回路の判定結果により発生される。この他に上記プリデコード信号又は後述するワード線選択タイミング信号X0MB〜X3MBの発生を上記第1の判定回路の判定結果により有効/無効にするようにしてメモリマットのロウ系選択動作を制御するものであってもよい。
【0066】
上記インバータ回路の出力信号を受けて、その入力にハイレベル側の信号を帰還させるPチャンネル型MOSFETQ2が設けられる。このMOSFETQ2は、プリデコード出力AX2iとAX5iによりMOSFETQ3又はQ4がオフ状態にされたデコード出力は、上記プリチャージMOSFETQ1によりプリチャージされたハイレベルである。このハイレベルは、上記プリチャージ期間の終了によりMOSFETQ1がオフ状態にされ、上記プリデコード出力AX2i又はAX5iによりMOSFETQ3又はQ4がオフ状態にされるためにフローティング状態となり、カップリングやリーク電流によりハイレベルから不所望にロウレベルの選択レベルにされる虞れが生じる。そこで、インバータ回路IV1のロウレベルを受けて、帰還用のPチャンネル型MOSFETQ2がオン状態となってインバータ回路の入力レベルを電源電圧Vddに維持させる。
【0067】
上記インバータ回路の出力信号は、特に制限されないが、4本のワード線WL0〜WL3に対応された選択信号である。このような4つのワード線WL0〜WL3の中から、下位ビットのロウ(X)アドレス信号A0とA1をデコードし、それに選択タイミング信号を加えた4通りのワード線選択タイミング信号X0MB〜X3MBにより指定された1つのワード線が選択される。
【0068】
上記インバータ回路の出力信号がハイレベルの選択レベルであるときMOSFETQ5がオン状態となっており、上記1つのワード線選択タイミング信号X3MBがハイレベルからロウレベルに変化すると、上記昇圧電源VDHの電圧で動作するPチャンネル型MOSFETQ6とNチャンネル型MOSFETQ7からなるワードドライバにロウレベルの入力信号が供給され、その出力端子に接続されたワード線WL3をロウレベルから上記昇圧電源VDHの電圧に対応したハイレベルに立ち上げる。
【0069】
上記インバータ回路の出力信号がハイレベルの選択レベルであるときMOSFETQ5とともに、他のMOSFETもオン状態になっているが、上記ワード線選択タイミング信号X0MB〜X2MBがハイレベルのままとなっており、ワードドライバのNチャンネル型MOSFETがオン状態になってワード線WL0〜WL2をロウレベルの非選択状態のままにする。Pチャンネル型MOSFETQ8は、非選択レベルのラッチ用のMOSFETであり、ワード線WL3が非選択のロウレベルのときにオン状態になって、上記ワードドライバの入力端子を昇圧電源VDHにしてPチャンネル型MOSFETQ6をオフ状態にさせる。Pチャンネル型MOSFETQ9は、プリチャージMOSFETであり、プリチャージ信号WPHのロウレベルによりオン状態になってワードドライバの入力端子を上記サブ電源線SVCWの電圧にプリチャージさせる。
【0070】
上記インバータ回路の出力信号がロウレベルの非選択レベルであるときMOSFETQ5を代表とするMOSFETがオフ状態になっている。したがって、上記ワード線選択タイミング信号X0MB〜X3MBのいずれか1つがハイレベルからロウレベルに変化しても、それに応答せず上記プリチャージレベルに対応したワード線WL0〜WL3のロウレベルにより、Pチャンネル型MOSFETQ8がオン状態になって、ワードドライバの入力端子に昇圧電源VDHに対応したハイレベルを帰還させるというラッチがかかり、ワード線WL0〜WL3等の非選択状態が維持される。
【0071】
特に制限されないが、冗長ワード線RWL0にも、上記同様なワードドライバ、ラッチ用MOSFET及びプリチャージMOSFETが設けられる。この冗長ワード線RWL0は、上記タイミング信号XDGBと、図示しない不良アドレス記憶用のヒューズ回路と、不良アドレスと入力されたXアドレスとの比較を行うアドレス比較回路からなる冗長回路により形成された冗長ワード線選択信号XR0Bに同期して選択される。このとき、不良アドレスの比較一致信号により、正規回路であるプリデコーダAX20〜27及びAX50〜57又はワード線選択タイミング信号X0MB〜X3MBが非選択レベルにされので、不良ワード線に対する選択動作は行われない。
【0072】
この実施例のメモリアレイMARYの両側には、前記図3に示したようにセンスアンプSA(プリチャージ回路PC)が設けられる。特に制限されないが、上記ワード線WL0〜WL3等と直交するように配置される相補ビット線のピッチと、センスアンプやプリチャージ回路のピッチを合わせるために、奇数番目の相補ビット線と偶数番目の相補ビット線に対応されたセンスアンプが左右に振り分けられる。このようなセンスアンプSAの配置により、相補ビット線の2倍のピッチに1つのセンスアンプを配置できるようにされる。
【0073】
図8には、前記図1に示した電源回路VCの一実施例のブロック図が示されている。この実施例の電源回路VCは、特に制限されないが、前記ワード線の選択レベルに対応した昇圧電圧VDH、メモリセルが形成されたP型ウェル領域に与えられるべき負電圧の基板電圧VBB、及びメモリセルの記憶キャパシタの共通電極に与えられるべきプレート電圧VBMPC(前記VPL)及び相補ビット線のプリチャージ電圧VBMを形成する。
【0074】
上記昇圧電圧VDHと基板電圧VBBは、チャージポンプ回路からなるVDH発生回路、VBB発生回路で形成される。上記プレート電圧VBMPCとプリチャージ電圧VBMは、電源電圧Vddを実質的に1/2に分圧するVBM、VBMPC発生回路により形成される。内部回路を上記電源電圧Vddを降圧した電圧とした場合、例えば上記電源電圧Vddを3.3Vにし、センスアンプやアドレス選択回路等の周辺回路の動作電圧を、2.2Vのように降圧した電圧VDLにした場合、上記プレート電圧VBMPCとプリチャージ電圧VBMは、上記内部電圧VDL/2=1.1Vのような電圧にされる。
【0075】
上記電源回路VCは、前記のようなRAMモジュールに1個設けられる。前記RAMモジュールにおいては、バンク構成に対応して選択されるメモリマットの数が異なるようにされる。各メモリマットにおいては、それが選択されると多数のメモリセルが接続されるワード線を昇圧電圧させる。したがって、1つのバンクに割り当てられるメモリマットの数が増加すると、各メモリマット毎に1本のワード線を選択レベルにするために必要なワード線の駆動電流が増大する。
【0076】
電源回路VCとして、1バンク当たり最大数のメモリマットのワード線を駆動できるだけの電流供給能力を設定しておけば動作上は問題ない。しかしながら、上記昇圧電圧回路は、チャージポンプ回路を用いて電源電圧Vddに対して昇圧された電圧を形成するものであり、昇圧電圧を形成するために電流を消費するものとなる。したがって、上記最大数のメモリマット数のワード線を駆動できるようにしたのでは、バンク当たりのメモリマット数がそれ以下のときには無駄な電流消費が増大してしまう。
【0077】
この実施例では、前記図5の実施例のようにバンク当たりのメモリマット数を1と2のように切り換える場合、それに対応してVDH発生回路の電流供給能力も1と2のようにバンク構成に対応して切り換えるようにして低消費電力化を図るようにするものである。この実施例では、上記のような電流供給能力の切り換えには、チャージポンプ回路からなるVDH発生回路に供給されるパルスCLKPSの周波数が変化させられる。
【0078】
上記のような周波数の切り換えは、クロック発生回路1と2により実現される。つまり、クロック発生回路1は、1/2分周回路であり、クロック信号CLKRBを1/2に分周して1/2にされた周波数信号CLKFを発生させる。クロック発生回路2はセクレタであり、前記バンク構成を切り換える制御信号RFTNにより、上記入力されたクロック信号CLKRBと上記分周されたクロック信号CLKFのいずれかを選択して出力クロック信号CLKPSを発生させる。
【0079】
このクロック発生回路2から出力されるクロック信号CLKPSは、上記VDH発生回路及びVBM,VBMPC発生回路に伝えられる。VBB発生回路には、上記クロック発生回路1の分周クロックCLKFが定常的に供給される。上記クロック信号CLKRBは、RAMモジュールの外部から供給されるクロック信号であり、上記RAMモジュールが搭載されるディジタル情報処理回路におけるシステムクロックが流用される。
【0080】
特に制限されないが、この実施例のRAMモジュールは、従来のシンクロナスDRAMあるいはランバス仕様のDRAMのように上記クロック信号CLKRBに同期してデータの入出力が行われる。それ故、カラム系のアドレスの更新は、上記クロック信号CLKRBに同期して行われものとされる。このようなクロック信号CLKRBによる同期動作によって、前記説明した複数バンクを用いたパイプライン動作によるリード/ライトを簡単に実現できる。
【0081】
バンク構成を指定する制御信号RFTNがロウレベル(論理0)のときには、1つのバンクが1つのメモリマットにより構成される。このようなバンク構成のときには、前記クロック信号CLKRBの1サイクルでは、1つのメモリマットしかワード線が選択されないから、上記クロック発生回路1により分周されたクロック信号CLKFがクロック発生回路2により選択されて出力される。これにより、上記VDH発生回路では上記低い周波数にされたクロック信号CLKFに同期してチャージポンプ動作を行い、それに見合った電流供給能力とされる。
【0082】
バンク構成を指定する制御信号RFTNがハイレベル(論理1)のときには、1つのバンクが2つのメモリマットにより構成される。このようなバンク構成のときには、前記クロック信号CLKRBの1サイクルでは、同時に2つのメモリマットのワード線が選択されることになるから、入力されたクロック信号CLKRBがクロック発生回路2により選択されて出力される。これにより、上記VDH発生回路では上記の場合の2倍の高い周波数にされたクロック信号CLKRBに同期してチャージポンプ動作を行い、前記の約2倍の電流供給能力を持つようにされる。
【0083】
このようにバンク構成に対応して、言い換えるならば、同時にワード線が動作させられるメモリマットの数に対応して、VDH発生回路の電流供給能力が切り換えられるので、その消費電流を必要最小に抑えることができる。このようにこの実施例のRAMモジュールは、バンク構成に対応して制御回路に設けられたメモリマットを駆動するクロック信号CLKR等の負荷も切り換えられるようにされており、回路の標準化を図りつつ搭載されるメモリマット数に対応して柔軟に対応させるような配慮がなされるものである。
【0084】
特に制限されないが、RAMモジュールを搭載したディジタル情報処理システム自体が非動作状態にされると、上記クロック信号CLKRBが停止させられる。それ故、上記VDH発生回路、VBB発生回路も動作が停止させれてRAMモジュールは実質的に電流を消費しなくされる。この場合、電源電圧Vddを1/2に分圧する回路又は前記降圧電圧VDLを形成する回路及びそれを1/2に分圧する回路では、直流電流経路を持つものであるために、上記RAMモジュールを搭載したディジタル情報処理システム自体の非動作状態に対応して発生された制御信号MQRによって上記直流電流経路が遮断され、かかるVBM,VBMPC発生回路も非活性状態にされる。
【0085】
図9には、上記VDH発生回路の一実施例の回路図が示されている。同図において、各回路素子に付された回路記号は、図面を見やすくするために前記図6等に付された回路記号と一部重複しているが、それぞれは別個の回路機能を持つものと理解されたい。また、Pチャンネル型MOSFETは、ゲート部分にロウレベルがアクティブレベルであることを示す○を付することによりNチャンネル型MOSFETと区別される。CMOS回路では、Nチャンネル型MOSFETを同じP型ウェル領域に形成することができるが、同図のAないしCを付したNチャンネル型MOSFETは、それぞれ別のP型ウェル領域に形成されることより電気的に分離される。したがって、P型基板上の深い深さにN型ウェル領域DWLLを形成し、かかるDELL内にP型ウェル領域PWELLを形成して上記Nチャンネル型MOSFETが形成されるという3重ウェル構造とされる。
【0086】
この実施例のVDH発生回路は、低電源電圧Vddのもとで、効率よく上記昇圧電圧VDHを形成するような工夫に加えて、微細化されたMOSFETの低耐圧を考慮して内部電圧が2Vdd以上にならないよう工夫がされている。この実施例では、昇圧回路は2つの回路が組み合わされて構成される。
【0087】
回路LC1は、Pチャンネル型MOSFETのゲート容量を利用したキャパシタC1とその駆動回路を構成するインバータ回路N1により昇圧電圧を形成する回路である。キャパシタC1の昇圧側のノードには、MOSFETQ1とQ4がプリチャージ回路として設けられる。上記駆動回路を構成するインバータ回路N1の出力信号cbがロウレベルとき、上記MOSFETQ1やQ4によってキャパシタC1にプリチャージが行われ、上記出力信号cbがハイレベルに変化すると、インバータ回路N1から出力される電源電圧Vddのようなハイレベルに、上記キャパシタC1にプリチャージ電圧とが加算されて昇圧電圧が形成される。
【0088】
上記MOSFETQ1は、Nチャンネル型MOSFETであるが、そのチャンネル領域(P型ウェル)に電源電圧Vddとゲートが接続されるという通常の使い方と異なる。上記出力信号cbがロウレベルのとき、MOSFETQ1はチャンネル領域とソースとのPN接合によりプリチャージ電流が供給される。ただし、上記MOSFETQ1からは上記のようなPN接合の順方向電圧分だけレベル損失が生じてしまい効率が悪い。このため、MOSFETQ4が利用される。MOSFETQ4も基本的には上記MOSFETQ1と同様であるが、ゲートにはキャパシタC2で形成された電源電圧Vdd以上にされた昇圧電圧が印加されることによりMOSFETとして作用してオン状態となり、ほぼ電源電圧Vddを上記キャパシタC1に伝えるようにすることができる。
【0089】
回路LC2は、2つのチャージポンプ回路を組み合わせた昇圧電圧回路であり、上記MOSFETQ4の駆動用に用いられる。2つのキャパシタC2とC3には、ナンドゲート回路、ノアゲート回路及びインバータ回路と遅延回路D2とによりノンオーバーラップの相補的なパルスが供給される。上記キャパシタC2とC3の昇圧側のノードには、ラッチ形態にされたNチャンネル型MOSFETQ2とQ3が設けられる。
【0090】
キャパシタC2の入力側ノードがロウレベルのとき、キャパシタC3によって昇圧電圧が形成されており、MOSFETQ2をオン状態にしてキャパシタC2に電源電圧Vddを伝える。このとき、MOSFETQ4のゲートにも昇圧電圧が印加されており、上記キャパシタC1へのプリチャージ動作が行われている。上記キャパシタC3の入力ノードがロウレベルにされてから、上記キャパシタC2の入力ノードがハイレベルにされてキャパシタC2の出力側には昇圧電圧が形成される。これにより、MOSFETQ3がオン状態となり、MOSFETQ2のゲート,ソース間を短絡してMOSFETQ2をオフ状態にしてキャパシタC2の昇圧電圧が電源電圧Vddに抜けてしまうのを防止するとともに、上記キャパシタC3へのプリチャージ動作を行う。
【0091】
回路LC3は、上記回路LC2と基本的には同じ回路とされる。それにより制御されるMOSFETQ5は、上記回路LC2のようにキャパシタC1のプリチャージ動作を行うのではなく、かかるキャパシタC1で形成された昇圧電圧を出力させるためのものである。したがって、回路LC2とCL3は、ノンオーバーラップの相補的なパルスで駆動される。つまり、波形図に示すように、上記MOSFETQ4とQ5の昇圧電圧を形成するために用いられる入力側のパルス信号pcと信号gとは、波形図に示すように互いに逆相でノンオーバーラップとされる。この構成では、キャパシタC1〜C3で形成される昇圧電圧は、最大でも電源電圧Vddの2倍と低く抑えることができる。そのため、素子の微細化による低い耐圧のMOSFETで回路を構成することができるものである。
【0092】
この実施例では、本来の昇圧電圧を形成するために、言い換えるならば、電源電圧Vddが低い領域では、上記回路LC3のような昇圧回路だけ十分な昇圧電圧を得るのが難しいために、回路LC4とLC5が追加される。回路LC4は、上記電源電圧Vddのもとで形成されたパルス信号を、上記回路LC1〜LC3で形成された昇圧電圧に対応した電圧にレベル変換するレベル変換回路である。つまり、回路LC5は、回路LC3のような電源電圧Vddで動作するのではなく、回路LC3で形成された昇圧電圧を利用してチャージポンプ動作を行うようにするものある。
【0093】
この結果、回路LC5では、キャパシタC6とC7の入力側のノードのパルス信号のレベルが昇圧回路LC3で形成された昇圧電圧にされるものであるので、MOSFETQ6のゲート電圧を高くすることができる。つまり、MOSFETQ5は、そのしきい値電圧分だけレベル損失があるので前記のように十分な昇圧電圧を得ることが難しいが、MOSFETQ6のゲートには上記昇圧電圧VDHを利用したより高い電圧が印加されるために、キャパシタC1で形成された電圧を効率よく出力昇圧電圧VDHとして出力させることができる。
【0094】
回路LC3とLC5とは、同時に動作するものであるが、電源投入直後ではLC3により昇圧電圧VDHが形成され、ある程度まで昇圧電圧VDHが高くなると回路LC5の昇圧動作が支配的となり、目標とされる昇圧電圧まで到達させるものである。同図では、省略されているが、上記昇圧電圧VDHは、適当なレベル変換回路により降圧され所望の電圧に対応した基準電圧に到達したと判定されたなら、クロック信号CKの供給が停止させられる。例えば、電源電圧Vddを3.3Vにし、前記のように内部回路の動作電圧VDLを2.2Vに降圧した場合、ビット線のハイレベルは2.2Vにされるので、それに対してアドレス選択MOSFETの実効的なしきい値電圧分を加算した3.8Vのような昇圧電圧VDHに設定される。
【0095】
このようなチャージポンプ回路の間欠的な動作によって、昇圧電圧VDHを前記のようなワード線の選択レベルに対応した高電圧になるような制御される。また、キャパシタC8は、昇圧電圧VDHを保持するキャパシタであり、MOSFETQ7はその基板とソース,ドレインとのPN接合を通して電源投入時にキャパシタC8へのチャージアップを行うMOSFETであり、前記のような昇圧動作が開始されるとオフ状態にされるものである。
【0096】
前記図1において、入出力インターフェス部を説明すると、次の通りである。アドレス端子Addは、バンク(メモリマット)内のワード線の選択に用いられるAX0〜AX7からなるロウアドレス信号と、カラム選択に用いられるAY0〜AY2からなるカラムアドレス信号と、AR0〜AR3からなるロウ系のバンクアドレスを指定するバンクアドレス信号と、AC0〜AC3からなるカラム系のバンクアドレスを指定するバンクアドレス信号から構成される。
【0097】
コマンド端子Comは、マスククロックを入力するクロック信号CLKと、当該サイクルがロウ系コマンド入力であることを示す制御信号CRと、当該バンクを活性化するか非活性化するかを指示する制御信号BA、当該サイクルがカラム系コマンド入力であることを示す制御信号CCと、読み出しか書き込みかを指示する制御信号RWから構成される。そして、特別な制御信号として、RAMモジュール内部回路の動作を停止させる制御信号MQ、及び内部のレジスタを初期化する制御信号RESが設けられる。この他、前記のようなバイト単位での入出力に対してマスクを行う制御信号ME0〜7や、テスト用の制御端子も設けられるものである。
【0098】
ロウ系のコマンドは次の通りである。
(1)ノーオペレーション(NOP)
このコマンド(NOP)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CRのロウレベル(=“0”)で指定される。このコマンドは実行のコマンドではないが、ロウ系内部動作は継続される。
【0099】
(2)バンクアクティブ(BA)
このコマンド(BA)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CRのハイレベル(=“1”)と、信号BAのハイレベル(=“1”)により指定される。このコマンドによりXアドレス信号AX0〜AX7とロウバンクアドレスAR0〜AR3が指定され、かかるロウバンクアドレスで指定されたバンク(メモリマット)がアクティブにされ、上記Xアドレス信号AX0〜AX7で指定されたワード線が選択状態にされるとともにセンスアンプSAが活性化される。このコマンド(BA)は、汎用のDRAMにおいて、/CAS(カラムアドレスストローブ)信号がハイレベルで、/RAS(ロウアドレスストローブ)信号の立ち下がりに相当する。つまり、ロウ系の選択動作が行われ、指定されたバンクでは上記選択されたワード線のメモリセルについてリフレッシュ動作が実施される。
【0100】
(3)バンクアクティブクローズ(BC)
このコマンド(BC)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CRのハイレベル(=“1”)と、信号BAのロウレベル(=“0”)により指定される。このコマンドによりXアドレス信号AX0〜AX7は無視され、ロウバンクアドレスAR0〜AR3により指定されたバンクに対してプリチャージが実施される。つまり、選択ワード線が非選択状態にされるとともに、センスアンプSAは非活性化されて、相補ビット線やセンスアンプのコモンソース線等がハーフプリチャージ電位にされる。
【0101】
カラム系のコマンドは次の通りである。
(4)ノーオペレーション(NOP)
このコマンド(NOP)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CCのロウレベル(=“0”)で指定される。このコマンドは実行のコマンドではないが、カラム系内部動作は継続される。
【0102】
(5)リード(RD)
このコマンド(RD)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CCのハイレベル(=“1”)と、信号RWのハイレベル(=“1”)により指定される。このコマンドによりYアドレス信号AY0〜AY3とカラムバンクアドレスAC0〜AC3が指定され、かかるロウバンクアドレスで指定されたバンク(メモリマット)がアクティブにされ、上記Yアドレス信号AY0〜AY3で指定されたカラムスイッチがオン状態になって、前記のような128対の相補ビット線をグローバルビット線GBDに接続させるとともにリードアンプRAと出力バッファが活性化される。このコマンド(RD)は、汎用のDRAMにおいて、/RAS(ロウアドレスストローブ)信号がロウレベルで、/CAS(カラムアドレスストローブ)信号の立ち下がりにおいて/WE(ライトイネーブル)信号がハイレベルのときに相当し、信号CMEがハイレベル((=“1”)ならリード終了後には出力バッファはハイインピーダンス状態にされる。信号CMEがロウレベル(=“0”)なら出力バッファは動作状態となり次の読み出し信号が出力されるまで上記出力動作を継続する。
【0103】
(6)ライト(WT)
このコマンド(WT)は、クロック信号CLKの立ち上がりにおいて、信号CRのハイレベル(=“1”)と、信号RWのロウレベル(=“0”)により指定される。このコマンドによりYアドレス信号AY0〜AY3とカラムバンクアドレスAC0〜AC3が指定され、かかるロウバンクアドレス信号AY0〜AY3で指定されたバンク(メモリマット)がアクティブにされ、上記Yアドレス信号AY0〜AY3で指定されたカラムスイッチがオン状態になって、前記のような128対の相補ビット線とグローバルビット線GBDに接続させるとともに、入力バッファを活性化して書き込みデータの取り込みを行うとともにライトアンプを活性化して書き込み動作を行う。このコマンド(WT)は、汎用のDRAMにおいて、/RAS(ロウアドレスストローブ)信号がロウレベルで、/CAS(カラムアドレスストローブ)信号の立ち下がりにおいて/WE(ライトイネーブル)信号がロウレベルのときに相当する。
【0104】
上記リード又はライトコマンドでは、信号BE0〜15を用いて入出力データのマクスが可能となる。つまり、信号BE0〜15により、128ビットを16バイトに分け、バイト単位でのマクスを可能にするものである。リード時に信号BEi(i=0〜15)をハイレベル(=“1”)にすると、出力がロウインピーダンスとなり当該バイトiの出力が可能にされ、信号BEi(i=0〜15)をロウレベル(=“0”)にすると、出力がハイインピーダンスとなり当該バイトiの出力がマクスされる。ライト時に信号BEi(i=0〜15)をハイレベル(=“1”)にするとデータの書き込みが行われ、信号BEi(i=0〜15)をロウレベル(=“0”)にすると、データの書き込みが行われず、選択されたメモリセルでは以前のデータを保持(リフレッシュ)される。
【0105】
図10には、この発明に係るRAMモジュールの動作の一例を説明するためのタイミング図が示されている。同図には、ラスダンウモード(ページリード)の例が示されている。
【0106】
クロックCLKの1サイクル目では、バンクアクティブコマンド(BA)が実行される。ラスダウン(Ras down)モードでは、その前にバンクアクティブクローズ(BC)が実行されない場合の動作であり、指定されたバンク(メモリマット)では、ワード線が選択され、センスアンプが動作状態のままにされている。このため、このラスダウンモードでは、自動的に当該バンクに対してバンクアクティブクローズ(BC)が実行される。バンクアクティブクローズ(BC)の実行のために、第1と第2の2サイクルが費やされる。したがって、上記バンクアクティブコマンド(BA)は第3サイクル目から実行される。つまり、クロック信号CLKの3サイクル(3〜5)を使って上記指定されたバンクアドレスのメモリマットにおいてワード線の選択動作及びセンスアンプの増幅動作が実行される。上記のような動作時間を確保するために、クロック信号CLKの第2ないし第5サイクルはノーオペレーション(NOP)コマンドとされる。
【0107】
クロック信号CLKの6サイクル目において、リードコマンド(RD)が入力され、第1番目のカラムアドレス#1指定がされ、2クロック遅れてそれに対応した読み出し信号#1が出力される。この実施例のシンクロナスDRAMではCASレイテンシィは2にされるものである。つまり、カラムアドレスを入力してから、それに対応したデータが出力されるまで2クロックが費やされる。
【0108】
ページモードでは、上記信号CCがハイレベルを維持し、クロック信号CLKに同期して次のカラムアドレスAY,ACが入力され、入力されたカラムアドレスAY,ACに対応してカラムスイッチの切り換えが行われるので、クロック信号CLKに同期したデータの連続読み出しが可能になる。同図では、2つのデータを連続して読み出す例を示しているが、1バンク当たり1メモリマットのときには、前記のようにカラムスイッチは8組設けられいるから、最大8サイクルにわたっての連続リードが可能になる。1バンク当たり、2つのメモリマットが割り当てられているときには、最大16サイクルにわたっての連続リードが可能になるものである。なお、9サイクル目では、上記2番目のデータ#2を出力させると同時に、前記同様なバンクアクティブ(BA)のコマンドを発行して、次のロウアドレスの選択を行うようにするものである。
【0109】
図11には、この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図が示されている。同図には、ファーストモード(ページリード)の例が示されている。
【0110】
このファースト(Fast)モードは、その前に前記バンクアクティブクローズ(BC)が実行されていることを前提とするものであり、クロックCLKの1サイクル目で指定されたバンクアクティブ(BA)のコマンドが第1サイクル目からつまり、クロック信号CLKの3サイクル(1〜3)を使って上記指定されたバンクアドレスのメモリマットにおいてワード線の選択動作及びセンスアンプの増幅動作が実行される。上記のような動作時間を確保するために、クロック信号CLKの第2ないし第3サイクルはノーオペレーション(NOP)コマンドとされる。
【0111】
クロック信号CLKの4サイクル目において、リードコマンド(RD)が入力される。このコマンドにおいて、前記同様に第1番目のカラムアドレス#1指定がされ、2クロック遅れてそれに対応した読み出し信号#1が出力される。上記同様にページモードでは、上記信号CCがハイレベルを維持し、クロック信号CLKに同期して次のカラムアドレスAY,ACが入力され、入力されたカラムアドレスAY,ACに対応してカラムスイッチの切り換えが行われるので、クロック信号CLKに同期したデータの連続読み出しが行われるものである。
【0112】
同図では、2つのデータを連続して読み出す例を示しているが、1バンク当たり1メモリマットのときには、前記のようにカラムスイッチは8組設けられいるから、最大8サイクルにわたっての連続リードが可能になる。1バンク当たり、2つのメモリマットが割り当てられているときには、最大16サイクルにわたっての連続リードが可能になるものである。ファーストモードでは、同図のように2番目のデータ#2が出力されると、7サイクル目でバンクアクティブクローズ(BC)が入力されて、2サイクルを費やしてプリチャージ動作が実施される。したがって、次の読み出しのためのバンクアティブコマンドの入力は、9サイクル目となる。
【0113】
前記ラスダンウモードでは、逐一バンクアクティブクローズ(BC)コマンドを発行せず、読み出しデータが存在するバンクを任意に指定するだけでよいので使い勝手が良いが、その反面バンクアクティブ(BA)を入力してから、データが出力されるまでの時間LA1が6サイクル費やされてしまう。これに対して、ファーストモードでは、必要なデータの読み出し(又は書き込み)が終了した後は当該バンクに対して逐一バンクアクティブクローズ(BC)コマンドを発行するという煩わしさはあるが、バンクアクティブ(BA)を入力してから、データが出力されるまでの時間LA2が4サイクルと高速にできるという利点が生じるものである。したがって、上記いずれのモードを使用するかは、データの種類やデータ処理手順に対応して最適なものを選択するようにできるものである。
【0114】
図12には、この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図が示されている。同図には、ラスダンウモード(ページライト)での例が示されている。
【0115】
基本的には前記図10のぺージリードの場合と同様である。ただし、6サイクル目に入力されるコマンドがリードコマンド(RD)に代えてライトコマンド(WT)され、それに対応して書き込みデータDが入力されて、ライトアンプによりメモリセルに書き込まれるという動作に変わるだけである。
【0116】
図13には、この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図が示されている。同図には、ファーストモード(ページライト)の例が示されている。
【0117】
基本的には前記図11のページリードと同様である。ただし、4サイクル目に入力されるコマンドがリードコマンド(RD)に代えてライトコマンド(WT)され、それに対応して書き込みデータDが入力されて、ライトアンプによりメモリセルに書き込まれるという動作に変わるだけである。
【0118】
図12及び図13では、2つのデータを連続して書き込む例を示しているが、1バンク当たり1メモリマットのときには、前記のようにカラムスイッチは8組設けられいるから、最大8サイクルにわたっての連続ライトが可能になる。1バンク当たり、2つのメモリマットが割り当てられているときには、最大16サイクルにわたっての連続ライトが可能になる。そして、前記信号BEiを組み合わせれば、バイト単位でのマスクが可能になるものである。このような信号BEiを用いたマスク機能は、前記リードモードにおいも同様である。
【0119】
バンク制御方式は、各バンクは互いに独立してを動作し、活性/非活性、読み出し/書き込みはバンク毎に行われる。同一バンクに対して連続してバンクアクティブコマンド(BA)を発行するには、前記ラスダンウモードを行うために最適でも2クロック期間を置く必要がある。つまり、前のBAコマンドは後のBAコマンドでのラスダンウ機能で無効にされる。バス衝突の制約により、複数バンクにリード/ライトコマンドを同時に発行してはならない。このような条件のもとで、複数のバンクを順次に指定して、パイプライン動作による連続データの入出力も可能になるものである。各バンクの制御をバンクアクティブコマンド(BA)とバンクアクティブクローズコマンド(BC)により行うという制御方式は、一見すると面倒であるように思えるが、任意の必要なタイミングでのデータ入出力に絶大な効果を発揮するものとなる。つまり、バンクアクティブコマンド(BA)を発行しておけば、かかるバンクはその状態を維持するものであり、必要なタイミングでかかる前記リード(RD)又はライト(WT)のコマンドを発行すれば直ちにデータ入出力ができるために、複数のバンクを用いたパイプライン動作に有益なものとなる。この実施例では、データ処理時間もしくはプリチャージ時間等でサイクルが複数必要となるが、高速に動作させるためであり、低速での動作の場合にはこの限りではない。
【0120】
この実施例では、ダイナミック型メモリセルを用いるものであるが、リフレッシュ専用のコマンドを持たないし、RAMモジュールにおいてリフレッシュ制御回路も持たない。この理由は、RAMモジュール自体のメモリマット数を記憶容量に応じて設定すること、及びRAMモジュール自体を複数個搭載する場合を考慮したものである。つまり、RAMモジュールにリフレッシュ制御回路を設けると、複数のRAMモジュールを搭載する場合には、リフレッシュ制御回路が重複して半導体集積回路装置に設けられることとなって無駄が生じる虞れがあるからである。
【0121】
この実施例では、RAMモジュールの外部にリフレッシュ制御回路を設ける構成にする。この構成により、複数のRAMモジュールが搭載された場合においても、リフレッシュ制御回路を共通化できる。また、RAMモジュールにおいては、前記のようにロウ系選択動作とカラム系選択動作とが独立して行われることから、リフレッシュ制御回路によりリフレッシュアドレスと、バンクアクティブコマンド(BA)とバンクアクティブクローブコマンド(BC)とを発行するようにしてリフレッシュ動作を行わせるようにすればよい。
【0122】
この実施例のRAMモジュールは、それが搭載された半導体集積回路装置が電源電圧が供給された状態で何も動作を行わないスタンバイ状態にされたなら、リフレッシュ動作を含めて一切の回路動作が停止させられて、電流が流れないようなフルスタンバイ又はスーパースタンバイモードを持つ。このようなモード設定のために前記制御信号MQが利用される。信号MQを活性化させると、RAMモジュールは、前記電源回路VCを構成するチャージポンプ回路及びハーフプリチャージ電圧やプレート電圧を形成する分圧回路も直流電流が流れないようにされる。したがって、保持したい記憶データが存在するなら、スタティック型RAMを搭載しておいて、上記フルスタンバイ又はスーパースタンバイモードの直前に上記スタティック型RAMに上記ダイナミック型RAMの記憶データを退避させるようにすればよい。
【0123】
この実施例のRAMモジュールにおいては、前記のようにカラム系とロウ系との選択動作が、各バンク毎に独立して行われるものである。つまり、前記のようてバンクアクティブクローズ(BC)を発行しない限り、そのメモリバンクはアクティブ状態を維持するものとなる。そこで、アクティブ状態であるかを調べて逐一そのバンクを指定して上記バンクアクティブクローズ(BC)を発行するのは面倒であるのでリセット機能が付加される。つまり、前記制御信号RESをアクティブにすると、動作状態を維持しているレジスタがリセットされ、言い換えるならば、各メモリマットにおいて選択動作がリセットされて自動的にプリチャージ動作に入り上記クローズ状態にされる機能が付加される。
【0124】
図14には、この発明に係るRAMモジュールが搭載された半導体集積回路装置の一実施例のブロック図が示されている。同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造技術よって単結晶シリコンのような1個の半導体基板上において形成される。
【0125】
この実施例の半導体集積回路装置は、3Dグラフィック処理のようなデータ処理に向けられ、家庭用ゲーム機におけるグラフィックレンダリングLSIとして用いることができる。この実施例では、コマンド,ソース画像用に4Mビット、表示、描画用にそれぞれ2Mビットずつ、合計8MビットのSDRAM(シンクロナスダイナミック型RAM)と約5万ゲートからなる描画プロセッサ、DMA制御回路及びバス制御回路と表示回路から構成される。
【0126】
上記SDRAMは、前記実施例のようなRAMモジュールを組み合わせて構成される。例えば、上記のように約256Kビットのメモリマットを8個組み合わせて2Mビットからなる表示,描画用のSDRAM2と3が構成される。また、上記約256Kビットのメモリマットを16個搭載して約4Mビットからなるコマンド,ソース画像用のSDRAM1が構成される。
【0127】
上記2つのSDRAM1と2は、時間的に交互に描画用と表示用に切り換えられる。例えば、偶数フレーム0のときは、2つのSDRAMのうち一方のSDRAM1の画像データを読み出して、バス制御と表示回路を通して外部の表示プロセッサを介してCRT等の表示装置のラスタスキャンタイミングに同期した表示データを出力さているときには、他方のSDRAM2を描画用として用いて更新すべき画像データの書き込みが行われる。奇数フレーム1のときは、上記とは逆に2つのSDRAMのうち他方のSDRAM2の画像データを読み出して、バス制御と表示回路を通して外部の表示プロセッサを介してCRT等の表示装置のラスタスキャンタイミングに同期した表示データを出力さているときには、上記一方のSDRAM1を描画用として用いて更新すべき画像データの書き込みが行われる。
【0128】
上記のように表示動作と描画動作とを交互に切り換えて行うことにより、表示フレームに対応した短い時間を有効に生かして、3Dグラフィック画像の描画と表示を行うことができる。上記のような表示用として用いられるときには、大量のデータを連続して読み出す必要があるために、バンク当たりのメモリマット数を2として1回のメモリアクセスにより連続して読み出されるデータ数を多く設定する。これに対して、描画用として用いられるときには、上記表示動作期間中において変更したい部分を高速に書き換えるためにバンク数を多く設定して、パイプライン処理による高速書き込み動作とする。この実施例のRAMモジュールでは、前記のようにバンク構成の切り換えが制御信号RFTNにより行えるものであるので、その動作モードに応じた効率のよいメモリ動作が行えるようにされる。
【0129】
このことは、コマンド,ソース画像用のSDRAM1についても同様である。例えば、ゲートプログラム等が格納されたCDから読み出されたプログラムコマンドやソース画像の取り込みには、バンク当たりのメモリマット数を多くして大量のデータを高速に書き込むようにし、描画動作のときにはバンク数を多くしてパイプライン動作によって必要なデータのみを高速に変更させることにより、高速な3Dグラフィックデータの作成が可能になるものである。
【0130】
前記RAMモジュールの各メモリマットに設けられたバンクアドレス生成回路を、各SDRAM1ないしSDRAM3をアクセスを制御するバス制御回路の自己認識回路IDGに利用する。つまり、前記メモリマットのバンクアドレスの割り付けと同様に自己認識回路IDGの加算回路を直列形態に接続し、それぞれの自己認識用アドレスを割り付ける。そして、描画プロセッサからのID情報との比較一致によりバス制御回路の選択を行う。つまり、バス制御回路を通して上記SDRAMの選択的なメモリアクセスの制御が可能にされる。このように半導体集積回路装置に形成される1チップマイクロコンピュータシステム等において、周辺回路のアドレス割り付けを上記同様な加算回路又は減算回路を利用した自己認識回路IDGに利用することができるものである。
【0131】
前記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すなわち、
(1) 論理回路と混在して搭載されるRAMとして、複数のワード線と複数のビット線の交点に複数からなるメモリセルが配置されてなるメモリアレイと、上記ワード線とビット線の選択動作を行うアドレス選択回路とを含むメモリマットの複数個に対して1つの制御回路を共通に設ける構成とし、必要な記憶容量に対応してメモリマット数を決めるとともに、上記メモリマットに+1又は−1の演算動作を行う演算回路を設けてそれを縦列形態に接続し、初段の演算回路の入力端子にはアドレス設定用の固定的に形成され又はプログラマブルに形成されたアドレス信号を供給して上記演算回路に供給された入力信号又は出力信号を自己に割り当てられたアドレス信号とし、メモリアクセスの際に入力されたアドレス信号とを比較回路で一致比較して各メモリマットにおいて上記一致信号によりアドレス選択動作を活性化させるという構成を採ることにより、各メモリマットを標準化されたものを用いることができ、RAMモジュールの設計管理を簡素化できるという効果が得られる。
【0132】
(2) 上記メモリマットの数をRAMモジュールとしての必要な記憶容量に対応して任意に設定することにより、用途に応じた柔軟な対応ができるという効果が得られる。
【0133】
(3) 上記メモリアレイとして、マトリックス配置されたダイナミック型メモリセル、上記メモリセルが接続されたビット線に読み出されたメモリセルの記憶情報を読み出して増幅して、メモリセルの記憶電荷をもとの状態に戻すセンスアンプ、上記ビット線の電位をプリチャージさせるプリチャージ回路及びビット線を上記複数のメモリマットに対して共通にされるグローバルビット線に接続させるカラムスイッチからなるDRAM回路を利用することにより、高集積化と大記憶容量化が可能になるという効果が得られる。
【0134】
(4) 上記メモリマットは、それぞれのメモリマットに独立に割り当てられた2進情報からなるバンクアドレス情報と、入力されたバンクアドレス情報とをそれぞれ一致比較を行う第1と第2の判定回路を設け、上記第1の判定結果により上記ワード線の選択動作に用いられるX系のアドレス信号又はそのデコード結果を有効にし、上記第2の判定結果により上記ビット線の選択動作に用いられるY系のアドレス信号又はそのデコード結果を有効にするとともに、上記第1の判定回路に対して同時動作させるメモリマット数に対応したアドレス情報のビットを強制的に一致状態にさせることによりバンク構成の切り換えが可能になるという効果が得られる。
【0135】
(5) 上記ワード線を選択するX系アドレス選択回路をX系アドレス信号を複数組に分けてプリデコートするプリデコード回路と、上記プリデコード信号を受ける直列形態のMOSFETを含むAND構成のロウデコーダで構成し、上記ロウデコーダにより形成されたワード線選択信号を受けてワードドライバでワード線を選択するようにし、上記第1の判定回路により形成された判定結果により上記プリデコード回路又はロウデコーダの動作を制御して選択されたメモリマットのみにおいてワード線の選択動作を行わせるようにすることにより、第1の判定結果に従ったメモリマットのロウ系選択動作の制御が可能になるという効果が得られる。
【0136】
(6) 上記縦列形態に接続された複数のメモリマットのうち最終段のメモリマットに対応した上記演算回路の入力信号又は出力信号と、上記メモリアクサセスの際に入力されたアドレス信号との大小比較を行うオーバーフローチェック回路を更に設け、上記オーバーフローチェック回路で検出されたオーバーフロー検出信号により上記メモリマットからの読み出し信号を増幅するリードアンプの動作う強制的に停止させるとともに、上記RAMモジュールの外部へ送出することにより、リードアンプでの無駄な電流消費を抑えるとともに、動作エラーを未然に防止することができるという効果が得られる。
【0137】
(7) 上記制御回路に上記縦列形態に接続された複数のメモリマットのうち最終段のメモリマットに対応した上記演算回路の出力信号を受けて搭載されたメモリマット数検出回路を設け、上記メモリマットに対して共通に供給する制御信号又はタイミング信号を形成する駆動回路の負荷が上記メモリマット数に無関係にほぼ一定になるように調整することにより、タイミングマージンの拡大を図ることができるという効果が得られる。
【0138】
(8) 上記各メモリマットは上記制御信号又はタイミング信号の伝達経路にダミー負荷回路を設け、各メモリマットに対してそれに搭載されたダミー負荷回路の接続数を制御回路により指定して全体としての駆動回路の負荷を上記メモリマット数に無関係にほぼ一定になるように調整することにより、ダミー負荷を各メモリマットに分散して配置させるものあるから簡単な構成によりタイミングマージンの拡大を図ることができるという効果が得られる。
【0139】
(9) 上記制御回路と複数からなるメモリマットとを一直線上に並べて配置してRAMモジュールを構成し、制御回路から最も遠い位置に配置されたメモリマットの上記演算回路を初段回路とし、上記制御回路に隣接して配置されたメモリマットの上記演算回路が最終段回路となるように接続して、上記制御回路又は制御回路側に上記オーバローフローチェック回路を設け、上記メモリマットからの読み出し信号を増幅するリードアンプと外部回路にオーバーフロー検出信号を送出させる回路とを上記制御回路に搭載することにより、信号の流れに沿った回路配置が可能となり合理的な回路レイアウトにできるという効果が得られる。
【0140】
(10) 制御回路と複数からなるメモリマットとが一直線上に並べて配置してRAMモジュールを構成し、制御回路から最も遠い位置に配置されたメモリマットの上記演算回路を初段回路とし、上記制御回路に隣接して配置されたメモリマットの上記演算回路を最終段回路となるよう接続し、上記制御回路に設けられた上記メモリマット数検出回路に上記最終段の演算回路の出力信号を供給することにより、信号の流れに沿った回路配置が可能となり合理的な回路レイアウトにできるという効果が得られる。
【0141】
(11) 上記制御回路には、ロウ系とカラム系のアドレス信号を独立して供給するようにし、上記独立して入力されたロウ系とカラム系のアドレス信号に対応して各メモリマットに対してロウ系の選択動作とカラム系の選択動作を行わせることにより、バンク構成の切り換えに対応した柔軟なメモリ選択動作が可能になるという効果が得られる。
【0142】
(12) 上記ロウ系とカラム系のアドレス信号は、RAMモジュールの外部から供給されるクロック信号に同期し、ロウ系及びカラム系の各回路の動作を指示する制御信号とともに入力し、上記アドレス信号にはワード線選択される1ないし複数のメモリマットを指定するアドレス信号も含むようにし、上記ロウ系回路の動作の指示は、ロウ系選択動作の動作開始と、ロウ系の選択動作を終了してプリチャージ動作を指示する動作終了との2種類を設けることにより、複数のメモリバンクを用いたパイプライン動作等のように任意のタイミングでの選択動作を可能にできるという効果が得られる。
【0143】
(13) 上記ロウ系回路の動作として、直前の状態が上記ロウ系選択動作なら以前の動作を終了させてプリチャージ動作を行い、その後に上記入力されたアドレス信号に対応したロウ系の選択動作を自動的に行い、上記直前の状態が上記動作終了状態なら上記入力されたアドレス信号に対応したロウ系の選択動作を行うようにすることにより、使い勝手のよいメモリアクセスが可能になるという効果が得られる。
【0144】
(14) 上記RAMモジュールにリセット入力端子を設け、かかるリセット入力端子に所定のリセット信号を入力することにより上記ロウ系及びカラム系の選択動作を強制的に終了させて各メモリマットの選択回路をプリチャージ状態にするという機能を付加することにより、上記バンク制御方式のもとでの使い勝手を良くすることができるという効果が得られる。
【0145】
(15) 上記RAMモジュールは、半導体集積回路装置に電源電圧が供給された状態において、少なくともメモリセルの情報保持時間を超える長い時間に渡って各回路の動作に電流が流れ無い状態させられるというフルスタンバイ状態にする機能を設けることにより、半導体集積回路装置の動作に見合った合理的なメモリ制御が可能になり、低消費電力化を実現できるという効果が得られる。
【0146】
(16) 1つの半導体集積回路装置において、複数からなる特定の回路機能を持つ回路ブロックを搭載し、上記回路ブロックにおいて複数ビットからなるアドレス設定用の入力信号に対して+1の加算又は−1の減算動作を行わせる演算回路と、上記演算回路に供給された入力信号又は出力信号を自己に割り当てられたアドレス信号として外部アドレス信号との一致比較を判定する比較回路を設け、上記複数からなる上記回路ブロックにおける演算回路を縦列形態に接続し、初段の回路ブロックの演算回路の入力端子には固定的なアドレス信号を供給するととともに、各回路ブロックにおいて上記一致信号によりその回路ブロックを活性化するようにすることによって、半導体集積回路装置に設けられる回路ブロックのアドレス割り付けを簡単にできるという効果が得られる。
【0147】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、1つのメモリマットに設けられるメモリアレイの記憶容量は、種々の実施形態を採ることができる。メモリアレイは、その中央部分にセンスアンプ、プリチャージ回路、及びカラムスイッチを配置し、両側にメモリセルを配置するというシェアードセンスアンプ方式を採用するものであってもよい。ダイナミック型メモリセルが形成される半導体領域には、前記のような基板電圧VBBではなく回路の接地電位とするものであってもよい。
【0148】
この場合、ダイナミック型メモリセルにおけるアドレス選択MOSFETでのリーク電流を減らすために、言い換えるならば、メモリセルの情報保持特性を維持するためにビット線のロウレベル電位を回路の接地電位より高くするといういわゆるBSG(ブーステッドセンスグランド)方式を採用するものであってもよい。また、ビット線の電位を電源電圧に対してアドレス選択MOSFETのしきい値電圧分だけ降圧した電圧とし、ワード線の選択レベルを電源電圧を用いるようにして昇圧回路を省略するものであってもよい。あるいは、上記両者を組み合わせるものとしてもよい。このようにすると、RAMモジュールと外部に設けられたCMOS論理回路との素子プロセスの整合性が良くなりその簡素化が可能になる。
【0149】
RAMモジュールに搭載されるメモリマットは、上記のようなダイナミック型メモリセルを用いるものの他、スタティック型メモリセルを用いる構成とするものであってもよし、あるいは不揮発性メモリ等のセルを用いるものであってもよい。この発明は、RAMモジュールを搭載した半導体集積回路装置に広く利用できる。
【0150】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、論理回路と混在して搭載されるRAMとして、複数のワード線と複数のビット線の交点に複数からなるメモリセルが配置されてなるメモリアレイと、上記ワード線とビット線の選択動作を行うアドレス選択回路とを含むメモリマットの複数個に対して1つの制御回路を共通に設ける構成とし、必要な記憶容量に対応してメモリマット数を決めるとともに、上記メモリマットに+1又は−1の演算動作を行う演算回路を設けてそれを縦列形態に接続し、初段の演算回路の入力端子にはアドレス設定用の固定的に形成され又はプログラマブルに形成されたアドレス信号を供給して上記演算回路に供給された入力信号又は出力信号を自己に割り当てられたアドレス信号とし、メモリアクセスの際に入力されたアドレス信号とを比較回路で一致比較して各メモリマットにおいて上記一致信号によりアドレス選択動作を活性化させるという構成を採ることにより、各メモリマットを標準化されたものを用いることができ、RAMモジュールの設計管理を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るRAMモジュールの一実施例を示すブロック図である。
【図2】この発明に係るRAMモジュールにおけるバンクアドレス設定方式を説明するための概略ブロック図である。
【図3】この発明に係るRAMモジュールにおけるバンクアドレス設定回路の他の一実施例を説明するための概略ブロック図である。
【図4】この発明に係るRAMモジュールの他の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図5】この発明に係るバンクアドレス生成回路とバンクアドレス一致比較回路の一実施例を示す回路図である。
【図6】上記RAMモジュールのメモリマットにおけるメモリアレイ、ワード線選択回路の一実施例を示す回路図である。
【図7】上記RAMモジュールのロウデコーダとそれに設けられるワードドライバの一実施例を示す具体的回路図である。
【図8】図3に示した電源回路の一実施例を示すブロック図である。
【図9】図8のVDH(昇圧電圧)発生回路の一実施例を示す回路図である。
【図10】この発明に係るRAMモジュールの動作の一例を説明するためのタイミング図である。
【図11】この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
【図12】この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
【図13】この発明に係るRAMモジュールの動作の他の一例を説明するためのタイミング図である。
【図14】この発明に係るRAMモジュールが搭載された半導体集積回路装置の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
MARY…メモリアレイ、SA…センスアンプ、RDEC…ロウデコーダ、CSW…カラムスイッチ、BAG…バンクアドレス生成回路、BACP…バンクアドレス一致比較回路、TG…タイミング発生回路、CSEL…カラムセレクタ、GBD…グローバルビット線、RWAmp…リード・ライトアンプ、VC…電源回路、COMD…コマンドデコーダ、BDV…バスドライバ、OVFC…オーバーフローチェック回路、WD0〜WDn…ワードドライバ、
Q1〜Q16…MOSFET、Qm…アドレス選択MOSFET、Cs…記憶キャパシタ、C1〜C8…キャパシタ。
Claims (14)
- 複数のメモリマットと、これら複数のメモリマットに共通に設けられた制御回路とを含むRAMモジュールを有し、
上記複数のメモリマットのそれぞれは、
複数のワード線と、複数のビット線と、上記複数のワード線と上記複数のビット線の交点に複数からなるメモリセルが配置されてなるメモリアレイと、
上記ワード線とビット線の選択動作を行うアドレス選択回路と、
演算回路と、
第1及び第2判定回路とを備え、
上記演算回路は、複数ビットからなるアドレス信号を入力信号として+1の加算又は−1の減算動作を行わせた出力信号を形成し、
上記第1判定回路は、上記演算回路に供給された入力信号又は出力信号を自己に割り当てられたアドレス信号としてメモリアクセスの際に入力されたロウ系バンクアドレス信号と比較一致を行い、
上記第2判定回路は、上記アドレス信号とメモリアクセスの際に入力されたカラム系バンクアドレス信号と比較一致を行い、
上記アドレス選択回路は、上記第1判定回路の判定結果により一致した場合、上記ワード線の選択動作に用いられるロウ系のアドレス信号又はそのデコード結果を有効とし、上記第2判定回路の判定結果により一致した場合、上記ビット線の選択動作に用いられるカラム系のアドレス信号又はそのデコード結果を有効とし、
上記複数のメモリマットは、縦列形態に配置され、第1段目とされるメモリマットの上記演算回路の入力端子には固定的に形成され又はプログラマブルに形成された上記アドレス信号が上記入力信号として供給され、第2段目から最終段までとされるメモリマットの上記演算回路の入力端子にはそれぞれ前段とされるメモリマットの上記演算回路の出力信号が上記入力信号として供給され、
上記制御回路は、バンク当たりのメモリマット数に対応した制御信号を生成し、
上記第1判定回路は、上記自己に割り当てられたアドレス信号のうち所定の下位ビットを上記制御信号により縮退させるゲート回路を更に有し、上記縮退されたアドレス信号の下位ビットとロウ系バンクアドレス信号の対応する下位ビットが一致するかどうかに関係なく、上位ビット側の比較一致結果を出力することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1において、
上記バンク当たりのメモリマット数は、RAMモジュールとしての1つのバンク当たりの必要な記憶容量に対応して2のべき乗個に設定されることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1又は2において、
上記制御回路と上記複数のメモリマットとの間を接続するグローバルビット線を更に有し、
上記メモリセルは、ダイナミック型メモリセルから構成されるものであり、
上記メモリマットには、
上記ビット線に読み出されたメモリセルの記憶情報を読み出して増幅してメモリセルの記憶電荷をもとの状態に戻すセンスアンプと、
上記ビット線の電位をプリチャージさせるプリチャージ回路と、
上記ビット線を上記グローバルビット線に接続させるカラムスイッチとが含まれることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項3において、
上記アドレス選択回路は、
ロウ系アドレス信号を複数組に分けてプリデコートするプリデコード回路と、
上記プリデコード信号を受ける直列形態のMOSFETを含むAND構成のロウデコーダと、
上記ロウデコーダにより形成されたワード線選択信号を受けてワード線を選択するワードドライバとを含み、
上記第1判定回路の一致信号により上記プリデコード回路又はロウデコーダの動作を制御して選択されたバンクにおいてワード線の選択動作を行うことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1において、
上記縦列形態に配置された複数のメモリマットのうち最終段のメモリマットに対応した上記演算回路の入力信号又は出力信号と、上記メモリマットのメモリアクセスの際に入力された上記カラム系バンクアドレス信号との大小比較を行うオーバーフローチェック回路を更に有し、
上記RAMモジュールは、上記オーバーフローチェック回路で検出されたオーバーフロー検出信号により上記メモリマットからの読み出し信号を増幅するリードアンプの動作を強制的に停止させるとともに、上記オーバーフロー検出信号をRAMモジュール外部へ送出することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項2において、
複数のダミー負荷回路を更に備え、上記ダミー負荷回路のそれぞれは1つのメモリマットに相当するものであり、
上記制御回路は、
上記縦列形態に配置された複数のメモリマットのうち最終段のメモリマットに対応した上記演算回路の出力信号を受け、搭載されたメモリマット数を検出するメモリマット数検出回路を更に備え、
上記メモリマット数検出回路の検出信号により上記ダミー負荷回路の接続数を指定して上記メモリマットに対して共通に供給する制御信号又はタイミング信号を形成する駆動回路の負荷が上記メモリマット数に無関係にほぼ一定になるようにすることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項6において、
上記各メモリマットは、
上記制御信号又はタイミング信号の伝達経路に上記複数のダミー負荷回路を有し、
上記制御回路から指定された制御信号により上記ダミー負荷回路を上記伝達経路に接続し、
上記制御回路は、
上記メモリマット数検出回路の検出信号により各メモリマットに対して上記ダミー負荷回路の接続数を指定する上記制御信号を形成し、上記駆動回路の負荷が上記メモリマット数に無関係にほぼ一定になるようにすることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項6において、
上記制御回路は、
上記複数のダミー負荷回路を有し、
上記メモリマット数検出回路の検出信号により上記駆動回路の出力部に接続される上記ダミー負荷回路の数を指定して上記駆動回路の負荷が上記メモリマット数に無関係にほぼ一定になるようにすることを特徴する半導体集積回路装置。 - 請求項5において、
上記RAMモジュールは、上記制御回路と上記複数からなるメモリマットとが一直線上に並べられて構成され、
上記制御回路から最も遠い位置に配置された上記メモリマットの上記演算回路が初段回路とされ、上記制御回路に隣接して配置された上記メモリマットの上記演算回路が最終段回路となるよう配置され、
上記オーバローフローチェック回路は、上記制御回路又は制御回路側に設けられ、
上記リードアンプと上記オーバーフロー検出信号を上記RAMモジュール外部に送出させる回路とは、上記制御回路に設けられることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項6において、
上記RAMモジュールは、上記制御回路と上記複数からなるメモリマットとが一直線上に並べられて構成され、
上記制御回路から最も遠い位置に配置された上記メモリマットの上記演算回路が初段回路とされ、上記制御回路に隣接して配置された上記メモリマットの上記演算回路が最終段回路となるよう配置され、
上記制御回路に設けられた上記メモリマット数検出回路に上記最終段の演算回路の出力信号が供給されることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1において、
上記制御回路は、ロウ系とカラム系のアドレス信号が独立して供給され、上記独立して入力されたロウ系とカラム系のアドレス信号に対応して各メモリマットに対してロウ系の選択動作とカラム系の選択動作を行わせることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項11において、
上記ロウ系とカラム系のアドレス信号は、RAMモジュールの外部から供給されるクロック信号に同期し、ロウ系及びカラム系の各回路の動作を指示する制御信号とともに入力されるものであり、
上記ロウ系選択動作は、(A)ロウ系選択動作の動作開始を指示した時の状態がバンクアクティブ状態ならば、バンクをクローズしてプリチャージ動作を自動的に行い、その後に上記入力されたロウ系のアドレス信号に対応したロウ系の選択動作を行い、(B)ロウ系選択動作の動作開始を指示した時の状態がプリチャージ状態ならば、上記入力されたロウ系のアドレス信号に対応したロウ系の選択動作を行うことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項11において、
上記RAMモジュールは、リセット入力端子を持ち、かかるリセット入力端子に所定のリセット信号が入力されるとバンクアクティブ状態にある複数のメモリマットを一度にバンククローズしてプリチャージ状態にすることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項2において、
上記RAMモジュールは、半導体集積回路装置に電源電圧が供給された状態において、リフレッシュ動作を含めて一切の回路動作を停止するフルスタンバイ状態を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。
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